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2018年7月13日金曜日

【回路】Making a DVM with Green LEDs

【回路:緑色LED表示のDVMを作る】
 【高輝度Green LED
 緑の数字表示器といえば蛍光表示管がポピュラーです。明るくて目に優しい色合いなので長く使われてきました。

 しかし蛍光表示管はやっぱり真空管なのです。 フィラメントの加熱が必要ですし十分な輝度を得るには高い電圧を加えなくてはなりません。 あの緑色に未練は残りますがそろそろ交代を考えても良いのではないでしょうか。

  ずいぶん前から発光ダイオード:LEDにもGreenはありましたが、何となく寝ぼけた色合いですし、輝度もだいぶ低かったのでした。 刺激的で目に優しくないと言われつつも赤色のLED表示器が多かったのも仕方ないでしょう。 少しマシなオレンジ色も使われましたが今ひとつでした。

 最近はLEDを使った信号機が増えてきました。 いつも通過するたびに思うのですが、何とも魅力的な「青信号」だと感心していたのです。 あんな色合いの数字表示器があればいいのに・・・と。 それがありました!

                   ☆

 最近手に入れた緑色の数字表示器を使ってみたいと思ったのが出発点です。 周波数カウンタでも良かったのですが、今回はデジタル電圧計を作ることにします。
 単純に数字表示器を光らせるだけでは面白くないでしょう? 4桁の数字表示器ですから時計でもと思ったのですがデジタル電圧計にしました。 その方が実験っぽいでですからね。(笑) 例によってお暇ならお付き合いを。

デジタル電圧計のパーツ
 電圧計の製作に使ったICです。 メインのICはMP7138というDVM用のチップです。

 MP7138の入手は困難でしょうから詳しくは書きません。 2重積分型のA/D変換回路とデジタル表示のための回路を内蔵した専用のICです。よく覚えていませんが試作品を頂いたものだったと思います。 類似のICとしてはインターシル(現・Renesas Electronics社)のICL7137があります。 それとだいたい同じような機能を持っていると考えたら良いです。

 表示はダイナミックドライブ形式で外付けのデコーダ・ドライバが必要です。ここではC-MOSのTC4511BPを使っています。 桁ドライブが正論理なのでLEDはカソード・コモン型を使うと簡略になります。 ここで使った4桁のLED表示器:OSL40391-LG(←秋月電子通商にリンク)はGreenのものですが、同じ形状でRedとBlueもあります。 桁ドライブにはTD62003AP(←秋月にリンク)という東芝製を使ってみました。前のBlogでカウンタ用LSIと一緒に使ったNECのμPA81Cとピン接続を含めてほぼ同等です。 もちろん、デジトラを4個使っても同じようにできます。

 MP7138は基準電圧源を内蔵しないため別途用意する必要があります。 メーカーのアプリでは1.2Vのバンドギャップ・リファレンスが使ってあります。 あいにく、1.2Vの基準発生用素子に良い物がなかったのでここではTL431を使うことにしました。 TL431系のICは少々温度係数が大きくて、こうした電圧計の基準には不適当ではないかと思ってきました。 そこで性能を確認した上で使うことにしたのです。詳しくはこのあと試してみます。

 MP7138はプラス5Vの他にマイナスの電源も必要です。 マイナス電源の消費電流はわずかで電圧も安定化しなくて大丈夫ですが必ず用意する必要があります。 メーカーの回路例ではC-MOSインバータを使った負電圧発生回路になっています。ここでは専用のIC:ICL7660CPAを使うことにします。(写真にはありませんが)

 【MP7138 を使ったDVM
 CADを使った図面の話ですが、今まで使ったこともないデバイスで回路図で書こうとするとデバイスエディタを起動して新規登録しなくてはなりません。 そうなると回路図を書き起こすのも面倒くさいのと、同じデバイスはどうせ手に入りませんから新規登録しても意味がありません。 手間を省いてメーカーのアプリケーション・ノートに書き込みした回路図で済ませます。 ここではどんな物かわかれば十分なので参考程度に見てください。

 MP7138自体かなり古いICなので応用例には見たことも聞いたこともないようなICが使われています。 DS8857というのはナショセミ社の7セグメント・デコーダ・ドライバでTTL構造のICです。ただし一般的なSN7447と違ってカソード・コモンのLED用なのです。 持っていませんし手にも入りませんから類似機能のC-MOSの4511BPで代替します。 桁ドライブには同じくナショセミ社のDS75492が使われていますが、こちらはNPN-Trのダーリントン接続が6回路分集積されただけのチップです。ここではTD62003APで代替しました。機能は類似ですがピン接続はもちろん異なります。

 鎖線で囲まれた74C04を使った部分は負電圧の発生回路です。74HCU04で代用可能と思われますが、ここではICL7660CPAという負電圧発生用の専用チップを使います。動作が確実で性能もずっと良好です。 まあデジタル電圧計としての性能には影響はないのですが。

 MP7138は2Vフルスケールと0.2Vフルスケールが選択できます。ここでは2Vフルスケールで作ります。 その場合、必要な基準電圧は1.000Vです。必ず安定している1.000Vを与えなくてはなりません。 回路例では MPS5010という自社製のバンドギャップ・リファレンスを使っています。 もちろん入手難なので代替します。 購入するまでもないと思って手持ちを探したのですが適当なものが見つかりません。 そこですこし温度安定度に心配がありますがTL431を使ってみようと思います。 TL431は2.5Vを発生しますので、1Vになるよう分圧して与えればOKです。

メーカーの推奨回路では珍しいデバイスが使ってありますが、回路を見ても特に難しい部分はないと思います。

 【電圧基準:NJM431L
 1.2Vのバンドギャップ・リファレンスはポピュラーなのでですが手持ちに適当なものはないので新たに購入する必要がありました。

 探していたらTL431系のチップならたくさんあることがわかりました。 ツェナーダイオードなんかたくさん使わないのと同じで、TL431もそうそう使うものではありません。たくさんあっても少々持て余し気味でした。

 基準電圧源としては物足りないのですけれど、まあ実験用には良いかもと思ってデータシートを見ていたら面白いグラフが目にとまりました。

 【NJM431Lの温度特性
 この図はNJM431L(新日本無線製のセカンドソース品)のデータシートに載っていたものです。 横軸は温度、縦軸が電圧になっています。 従ってカーブが水平なものほど電圧が温度変化に対して安定していることになります。

 このグラフは開発評価の際に特定の製造ロットについて代表的な特性をとった結果ではないかと思われます。 従って、一般に流通している現品もまったく同じ傾向があると考えるのは早計ではないかと思うのです。

 しかし、デバイスとしての傾向はこの図の通りなのでしょう。 この図では、端子間のブレークダウン電圧:Vzが2.500V付近のものが最も温度係数が小さく周囲温度の変化に対して端子電圧が安定していることを示しています。

 そうそう旨い按配にVz=2.500VのNJM431Lが見つかるとも思えませんが、たくさんある中には近い電圧のものがあるかもしれません。 実測してみる価値はありそうです。

 【TL431Cがオリジナル
 431系のオリジナルはTI社のTL431です。 手持ちにオリジナルメーカの製品があるなら合わせて調べる必要があるでしょう。

 このTL431Cは許容電力が大きなタイプなのでパッケージは縦長で大きくできています。 ツェナー・ダイオードの代替品として使う際に大きめの電流が流せるようにできているのです。 外形こそ大きいですが内部の半導体チップはあまり違わないサイズと思われます。

 こちらも幾つか手持ちがあったので選別の対象になりそうです。

 【TL431Cの温度特性
 調べてみたらオリジナルメーカのデータ・シートにも同じようなグラフが掲載されていました。 この例でもほぼ2.500VのグラフをみるとNJM431Lと同じような傾向を示すようです。 製造プロセスの違いはあっても等価回路は同じですからね、シリコンであることに違いはありませんし。

 やはりVz=2.500V前後のTL431Cが見つかれば良い結果が期待できるのかもしれません。 探してみましょう。

 今まで見過ごしてきたようなグラフですが改めて見直すと面白いものです。 ただし、このTI社のグラフも特定の製造ロットを調べた例ではないかと思います。 実際に手持ち品が同じような特性を示すとは限りませんよね。 それにそんなに都合よく2.500Vに近いものなど見つかるものなのでしょうか?

 【端子電圧で選別する
 想像しているだけでは本当のことはわかりません。 現物は手元にあるわけですから、実際に測ってみるに限ります。さっそくやってみましょう。

 回路電圧は使用時を考えて+5Vにします。 グラフの特性例では流す電流をIz=10mA と大きめにとっています。 しかしここで使うには10mAは大きすぎるのでIz=1mAで行きたいと思います。 データシートにある幾つかの特性グラフから判断してIz=1mAなら10mAとさして違わないようです。 従ってドロッパ抵抗は2.2kΩを使いました。(写真)

 並列に入れるバイパス・コンデンサは3.3μFにしました。 TL431は0.01〜2.0μFあたりの容量が並列に入ると発振するおそれがあります。 これは特に気をつけなくてはなりません。 とりあえず3.3μFなら安全な範囲です。 使用時には10μFくらい入れておくことにします。

#このような回路で端子間電圧を実測してみることにしました。

 【Vz=2.5V付近が良い
 NJM431LとTL431Cを実測して見たところ、Vz=2.500V付近のものならそれほど苦労せずに見つけられることがわかりました。 5つも測定すれば2.500Vに非常に近いものが見つかります。たくさん探す必要もなく簡単に見つけられました。

 そうそう都合よくVz=2.500VのTL431やNJM431が見つかるとは思ってませんでしたが何でも試してみるものですね。 この例では4mVほど高めですが、2.500Vに十分近い電圧です。 これなら期待できるのではないでしょうか?

 【冷やしてみる
 指先でつまんでみたのですが、体温で温める程度では電圧の変化は見られません。 今の季節ですから、これ以上室温を上げるのは勘弁してほしいところです。

 想像や印象だけで議論していても答えは見つかるものではありません。可能なことなら何でも試してみるべきです。 そこで保冷材を冷凍庫から調達してきました。 出してきた直後なら氷点下20度くらいでしょう。 少し経つと温度も上がると思いますがTL431の熱容量から見たら十分な冷却能力があります。

#保冷材を少々当てた程度では電圧の変化は認められません。当てたままで暫く放置しましょう。

 【冷却後の端子電圧
 保冷材を当てたまま5分くらい経過したら変化が現れました。 100μVほど電圧の降下が認められます。(数字の変化はこのDMMの量子化誤差ではないようです。室温に戻れば電圧も戻りますので)

 電圧を測定したあとで触ってみた感触ですが少なく見ても10度以上の温度低下が生じています。ずいぶん冷たくなっています。 控えめに見て仮に10℃の低下と考えると、-100μVの変化は-40ppmの低下ということになります。従って温度係数は+4ppm/℃くらいと言うことでしょうか。
 これは思っていた以上に良い数字です。 3・1/2桁で2VフルスケールのDVMの最小桁は1mVです。 これは500ppmに相当しますから+4ppm/℃など無視しても良いくらいです。周囲温度が±30℃くらい変化しても変動は目に見えないでしょう。 +4ppm/℃が問題になるのはずっと桁数の多い電圧計です。

 TL431の温度変化に対する端子電圧は300K(=27℃)付近を頂点とした上に凸の二次関数になっています。 従って傾斜は直線的ではありませんので何ppm/℃というのは不適当です。 しかし思いのほか安定しています。 これくらいの性能があるなら3・1/2桁のデジタル電圧計の回路には十分な性能でしょう。 いささか定性的な評価ではありますが、使えるのか使えないのかという判定に於いては「使える」と考えて良いでしょう。

  TL431はツェナ・ダイオードの代用品であって、それほど温度係数は小さく(良く)ないに違いないと思ってきました。もっぱらラフな用途向けだと思ってきたわけです。 しかし先入観に囚われず試してみるものですね。 電圧で選別すれば良いものがあります。 メーカーは保証しないでしょうけど中には「イイもの」があるんですから。(笑)

参考:では、2.500Vから外れた物はどうかと言う疑問もあるでしょう。簡単に実験しています。 2.500Vの物よりも幾分変動は大きいようですが意外に悪くありませんでした。 2.500Vから大幅に外れたような物ではなかったからでしょう。 定性的な評価なので数字は省きますが選別の効果はそれなりにあったと思います。

 【電圧計を作る
 部品の選定が済んだのでさっそくデジタル電圧計を作ってみましょう。 こんな感じになりました。

 面倒なのは表示器まわりの配線です。 ここでは初めからダイナミックドライブ用に作られたLED表示器を使ったので配線はすいぶん簡単にできました。 その副作用で極性表示の回路に決め手がなく、現状ではやむなく別途外付けのLEDで対応しています。 MP7138の極性表示のピンはダイナミックドライブ型の表示器向きにできていないのです。 下3桁は良いとして、極性表示の部分には専用のLED表示器を使うのが前提なのでしょう。 工夫してみたのですがどうもうまく行きません。 まあこのあたりは仕方がない感じです。バラのLED表示器を並べて作ればそれほど苦労もないでしょう。

 グリーンのLED表示器は順方向電圧が高いため電流制限抵抗は小さめにします。 ここでは表示が暗いことを恐れてやや大きめの電流を流すように設計しました。 約20mA/セグメントにしています。 ダイナミックドライブですので、6〜7mAくらいのDC電流で使うのと同じ程度の輝度になるでしょう。

 実際にはこれでは電流が大きすぎたように思います。 周波数カウンタの時と違って桁数が少ないため、LED一つあたりに割り当てられる時間が長いのも原因です。 眩しいくらいの輝度になりました。 実用品にするときは半分以下の電流に減らすべきだと思います。 なにせ現状では直射日光下でも楽々見えるくらい明るいんですから。 緑のLEDは暗いと言うのは昔の話なんですね。

#GreenのLED表示のデジタル電圧計と言うのも良さそうです。

 【MP7138の周辺
 積分コンデンサやオートゼロ用コンデンサ、電荷の保持用コンデンサなどすべて安価なマイラ・コンデンサを使っています。

 ポリプロピレン(PP)コンデンサほか、手持ちにあったフィルム系のコンデンサを色々試してみました。 PPが一番良さそうでしたが3・1/2桁程度のDVM回路なら写真のようなマイラ・コンデンサでも十分そうでした。 積層セラコンは端子間電圧によって容量変化があるのではうまくありませんがフィルム系のコンデンサなら大抵のものが使えそうです。

 変換クロックは10kHzで、内蔵のCR発振器を元に得ています。 無調整ではライン周波数と完全には同期していないようです。ACラインの誘導を除去する性能が幾分良くない感じです。 できたら調整式にしておくと良さそうでした。 理屈の上では2重積分型はAC電圧の誘導には強いのですが、変換サイクルがAC電圧の周波数とうまく合っていないと本来の性能が発揮できません。 表示がばらつく原因になります。 3,000カウントが一回の変換サイクルになります。クロックは10kHzですから、1サンプリングは0.3秒です。(3.3回毎秒)

いくらか改良すべき点もありますが測定値は安定しており十分実用になる性能です。

基準電圧と負電源
 写真のように基準電圧にはTI社のTL431Cを使いました。もちろんJRCのNJM431L(2.5V選別品)でも同じようでした。 どちらでも問題なく十分な性能が得られます。

 こうしたDVM回路ではあまり使用例を見ませんがTL431系のICがうまく使えることがわかりました。 これは今回の収穫です。もっと積極的に使いましょう。 並列のコンデンサを大きめにすることでバンドギャップ・リファレンス固有の広帯域ノイズもあまり気にならない程度にできます。 3・1/2桁のDVMにはまったく支障ありません。

 写真のように負電源:-5Vの発生にはインターシルのICL7660CPAを使いました。外付けの電解コンデンサ、10μFが2つ必要ですがプラス5Vから簡単にマイナス5Vを作ることができます。 秋月電子通商にはTJ7660というHTC製(中華民国:台湾)のセカンドソース品が売られています。同じようにに使えます。 コイルを使ったDC/DCコンバータと比べて電流容量は小さいのですが、こうした用途には十分です。ノイズも比較的小さいのでちょっとした負電圧が欲しい時には使いやすいデバイスです。

Greenは綺麗
  フルスケールの1.999Vを加えて表示しています。 1.999Vを越えると、最上桁の1が点灯するだけで、下3桁はブランキングされます。 正にオーバーレンジしたのか、負にオーバーレンジしているのかは極性表示のLEDを見れればわかります。

 実は見たままに写真撮影するのが難しかったです。 明るすぎるため、かなり絞ってもハレーションから色味が飛んで白っぽく写ってしまうのです。 従って写真で表現するのは難しいのですが、このLEDの色は昔の緑色LEDと違って明るい青緑色です。LED式信号機の青を思い出してもらえば適切でしょうか。非常に美しいです。 蛍光表示管の色合いに近い感じもしますが、もう少し「固い感じ」のする緑色とでも言ったら良いでしょうか。 だいぶ輝度を下げてやり、グリーンのフィルタを掛ければ蛍光表示管に頼っていた用途を十分置き換えられます。 例えば置き時計などにはとても美しいのではないでしょうか? 蛍光表示管好きにもお薦めできると思います。  赤色も嫌いではありませんが緑はやっぱり綺麗ですね。

                  ☆

 緑のLED表示器を切り口にしてデジタル電圧計を扱いました。 こうした電圧計回路は専用LSI化されていますし、今ではパネルメータの完成品が安価に販売されています。 もはや作る機会はないのかも知れませんが作ればそれなりの面白さ(苦労も?)も味わえます。 多レンジのデジタル電圧計ともなれば校正手段が問題になるので自作する人も限られるとは思います。しかし一度は作ってみるのも良いかもしれません。1,000円で買えるくらいのマルチメータに10,000円以上掛かるかも知れませんけれど。(笑)

 オールイン・ワン形式でLED表示のDVMチップ(例えばLCL7107など)では消費電力の関係からチップ自体の温度上昇が大きくて内臓の基準電圧源では安定度が十分得られないことがあるそうです。 そんな時は外から基準電圧を与えれば精度の向上が期待できるでしょう。これはICL7107のアプリケーションノートにも書かれていることです。 3・1/2桁程度のDVMならTL431C・・・ただし要選別ですが・・・も十分使えますので試してみる価値があります。

 せっかくなのでデジタルパネルメータのような完成品に纏めたくなってきました。 コンパクトに作るには手間が掛かりますが、そのあたりをどうするのか旨いアイディアでも浮かんできたら考えてみましょう。 ではまた。 de JA9TTT/1

(おわり)nm

14 件のコメント:

T.Takahashi JE6LVE/JP3AEL さんのコメント...

加藤さん、おはようございます。
大雨の後梅雨が明けて毎日酷暑で、明日からの関ハムは熱中症注意です^^;

7セグは表示出来る情報量は少く液晶と違ってコントロールが面倒ですが、周波数表示とか7セグで作りたくなりますね。

手持ちの7セグも赤や青、昔の緑とかはありますが信号機の様な緑は見てみたいです。
秋月のサイトをみると同じシリーズで緑の他に赤、黄色もあるようなので黄色もどんな感じか興味があります。

DVMにはコメントがなくてSRI^^;

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE/JP3AEL 高橋さん、こんにちは。 毎日暑いですねえ!! 当地はすでに35℃を超えてグングン上昇中です。 オモテでは何をやるにも汗だくです。 関ハムも酷暑でしょうね!!

早速のコメントどうもありがとうございます。
> 情報量は少く液晶と違ってコントロールが面倒です・・・・
LEDも専用のドライバとか対応していればまずまず簡単ですが、そうでないと厄介ですね。 キャラクタ表示のLCDに慣れていると使いこなしはかなり厄介に感じます。

> 信号機の様な緑は見てみたいです。
写真では表現が難しいのですが、このLEDはかなり綺麗ですよ! もっとも、緑のフィルタを掛けてしまうとごく普通のグリーンになってしまいます。 発色を楽しむには色の付いていないスモークのフィルタが良いのかもしれません。

> 同じシリーズで緑の他に赤、黄色もあるようなので黄色もどんな感じか・・・
赤と青を買ってありますが、黄色は気付きませんでした。 各色のほかアノードコモンとカソードコモンの2種類があるので購入するときには気をつけないと・・・。一つ間違って買ってきてしまいました。(笑) どれも輝度が非常に高いので少ない電流で明るいためVY-FBな表示器だと思います。

> DVMにはコメントがなくてSRI^^;
手に入らないICを使ってしまい、どうもスミマセン。 いまやDPM/DVMは完成品が激安なので製作意欲もまったく湧いてこないでしょう。 hi hi

JK1LSE/本田 さんのコメント...

こんばんは。暑い日が続きます。
私も7セグは使ったことがなかったのですが、数年前にPICのプログラム練習で使用しました。USBシリアルを使用して、時刻情報を外部から設定できるというマニアックなディジタル時計です。
この時に使用してみて、最近のLEDタイプの物は、非常に少ない電流で高輝度が得られて非常に驚きました。ちょっと前の物は輝度が低くて、効率が良くありません。最近の液晶とかとも違う何とも趣があります。改めてLEDはいいなぁ、と再認識しました。電圧計とか周波数カウンターには、やはりこれですよね。

TTT/hiro さんのコメント...

JK1LSE 本田さん、こんばんは。 今夜も熱帯夜でエアコンはOFFにできません。 切タイマーをセットするとOFFから1時間くらいで必ず目が覚めます。(笑)

いつもコメントありがとうございます。
> 数年前にPICのプログラム練習で使用しました。
マイコンで直接制御しようとすると7セグ表示器は結構面倒臭いんですよね。 その代わり数字の形とか自分の好みにできますけれど・・・。

> 時刻情報を外部から設定できるというマニアックな・・・
USB経由で設定とはずいぶんマニアックですね! 時計は初期のセッティングをどうするか良く考えておかないと厄介なことに・・・。 まあ、設定は一回限りと思えば多少手抜きでも。(笑)

> 非常に少ない電流で高輝度が得られ・・・
最近のLED表示器はすごく明るいですね。 少し電流を流しすぎると眩しくて困るくらいです。 赤はもちろんですが青とかも非常に明るいです。

> 改めてLEDはいいなぁ、と再認識・・・
やはり自発光デバイスは良いです。 それと測定器には蛍光表示管やLEDのようにどの方向から見てもちゃんと読める表示器が一番でしょう。 LCDは角度によって読めなかったり表示が反転して見えるなどイマイチです。 消費電力を考えると電池で動く機械はどうしてもLCDに・・・。

JG6DFK さんのコメント...

こんばんは。この暑い中、午前・午後と所用で2回も外出してきました。暗くなってからも蒸し暑くて参りました。

関ハム参加組は今から落ち着かない様子ですが、私は静観します。くれぐれも熱中症にはお気をつけあそばせ。

緑色LEDの発光効率は劇的に上がりましたね。発光材料が同じようですから、青色LEDが進化した恩恵でしょう。とはいえ砲弾型しかなかったので、早く7セグが出てこないかと思っていましたが、ようやく出てきた感じです。青色は少々刺激が強すぎるように思いますが、緑色ならFBです。

「431」はたまに使いますが、温度特性は結構よさそうですね。2.5V以上なら任意の電圧が得られるのでVY FBだと思います。

「ICL7137」といえば、これを使ったDVMキットは秋月電子でずいぶん長く販売されていましたね。ご紹介の石はさすがに入手困難でしょうが、「ICL7137」は現行品のようです。もっとも、10ビットクラスのADCを搭載したマイコンが当たり前のように流通している時代ですから、それを応用するのか賢明かもしれません。

LEDの逆耐電圧は思いのほか低いですね。マイコンでLEDを直接ダイナミック点灯する場合、うまくやらないとその制限に引っかかりますが、それに無頓着なアマチュアは少なくなさそうです。

それでも「自己責任」だと割り切ってくれるならまだいいのですが、それで壊れたからといって、メーカーや販社にクレームを入れられたりするといい迷惑でしょう。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、こんばんは。 夜中になっても少しも涼しくならないです。 水害で電気や水に不自由されているお方は大変だと思います。早く復旧して欲しいものですね。

いつもコメントありがとうございます。
> 青色LEDが進化した恩恵でしょう。
やはり波長の短いLEDの発展が相当寄与しているんでしょうね。 昔の緑色7セグLEDとは全く別物と言える光り方です。 もう昔の緑色LEDなんか使う気が起こりません。 電気ばかり喰らってちっとも光らないので殆どゴミ同然です。(苦笑)

> 2.5V以上なら任意の電圧が得られるのでVY FBだと思います。
431は何故かたくさん手持ちがあるんですが(貰いモノかな?)、電圧基準にはイマイチだと思っていたので好結果に少々驚いているような訳で・・・こんなこと既に知っていた人もいたんでしょうね。

> 「ICL7137」は現行品のようです。
7137とLCD用の7136は現行品ですね。 安価な中華DPMなんかはこれらのセカンドソースを使ったものだと思います。 最近は多ビットA/D内蔵のマイコンも多くなったのでその活用の方が将来性はありそうです。

> それに無頓着なアマチュアは少なくなさそうです。
アマチュアの場合、寿命とか信頼性まで考えて作る人は稀でしょう。 とりあえず動けばオーライですから。(これって私のことかも?・爆)

> クレームを入れられたりするといい迷惑でしょう。
「自分が正しい」の一点張りのお方もおられるのでお店やメーカーもお客様の対応で頭が痛い昨今だと思っております。hi hi

JR1QJO/矢部 さんのコメント...

加藤さん、
なんとか熱中症にならず関ハムを楽しんで来ましたHI.
緑LEDへの拘りは分かります。JR系の電車の運転台の室内は緑だし、
所謂電電色も緑、我々が類人猿だった頃、森林で暮らした名残で
緑が精神的に落ち着くのでしょうね。高校生の時に作った周波数
カウンタも赤のLEDがどうしても気に入らず、SN7448を調達して
伊勢電子の蛍光表示管をドライブしました。蛍光表示管の青緑の
発色がなんとも魅力的でした。緑LEDのお陰で蛍光表示管の出番
が少なくなりましたね。尤も真空管の特性を生かして平面三極管
として最近もてはやされてようですが。関ハムで実物を拝見しま
したら、やはり電極が緑に光っていました。

TTT/hiro さんのコメント...

JR1QJO 矢部さん、おはようございます。毎日暑いですね!! 今日も39℃近く行きそう。

いつもコメントありがとうございます。
> 関ハムを楽しんで来ましたHI.
ことしの関ハムもずいぶん暑かったようですね。お楽しみになれたようで何よりです。 お疲れさまでした。

> 緑LEDへの拘りは分かります。
日本人は特に緑色へのこだわりが強いのだそうです。 米国ではむしろ刺激的な赤の方が認識されやすいので好まれるというような話を聞いたことがあります。 確かに米国製の測定器など赤い数字が並ぶものが多いように感じます。 このあたり民族性なんでしょうかね。(笑)

> 平面三極管として最近もてはやされてようですが。
あれは蛍光表示管メーカーが失われそうな技術を伝承したいと考えで電子楽器メーカーとタイアップした企画から生まれたみたいですね。  蛍光表示管は比較的低圧でも動作するので半導体回路との相性も良いと考えているんでしょう。hi hi

> やはり電極が緑に光っていました。
もともとが蛍光表示管ですから平面角形の形状で、電極が光るのも・・・・・。(笑)

この「21世紀の電子管」ですが、買っておくと将来お宝になる可能性があると思っています。 でも、持っていませんよ。 装飾以外のメリットはなさそうですからたぶん使う気にはならないので。(爆)

JG6DFK さんのコメント...

こんばんは。被災地の惨状を考えると贅沢は言えませんが、沖縄をしのぐような酷暑はもう勘弁して欲しいです。

「ICL7660」といえば、必要に迫られて互換品の「LTC1044」で負電圧コンバータを急ごしらえしました。おっしゃるようにローノイズでFBです。入出力にパルス性ノイズが乗らないので、簡単なCRフィルターできれいになります。

そのためか、チャージポンプ型コンバータは、単電源でグラウンド基準の信号を出力する仕様のオーディオICなどでも利用されるようです。プッシュプル型ならまだマシですが、フライバック型のDC-DCコンバータを持ち出した日にはもう… 盛大なパルス性ノイズに泣かされます(笑)。

大電流が必要な用途には「LT1054」という選択肢もありそうです。ただし、結構なお値段です。老舗の「ICL7660」や「LTC1044」も機能の割に高価ですね。一方、Microchipのセカンドソース「TC1044」は比較的お安いようです。

あと、汎用マイコンによく載っている10ビットADCって、よく考えたらたったの1023カウントなんですよね。これまた必要に迫られてNi-MH充電池の端子電圧を監視するユニットの試作をしていて気がつきました。分解能はせいぜいmVオーダーですし、極性やオーバーフローをどう取り扱うかも含めて、用途によっては使いにくいかもしれません。

一方、専用チップの「ICL7137」は±1999カウントですし、分解能は0.1mVありますから、化石みたいな石でも生き残れているのでしょう(笑)。

蛇足ですが、昨日はPICマイコンの開発環境が使えなくなり、ほぼ1日棒に振りました。ツール類の更新が裏目に出ましたが、8ビット版コンパイラの最新版に問題のあることがわかり、とりあえずそれだけは旧バージョンに戻しました。

そのおかげで、「NHK学生ロボコン」の放送はほとんど目に入りませんでしたが、海外勢の技術力はかなり向上しているようで、はたして、天下の東大といえども太刀打ちできるかどうか。この国が「モノづくり大国」などと言われたのはもう昔話のような。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、こんばんは。 暑いですねえ! 毎日体温を上回る気温ですから・・。

再度のコメントありがとうございます。
> 簡単なCRフィルターできれいになります。
普通は問題にはならんのですが、スイッチングしているのには違いはないので気にする人もいるようですね。 コイルやトランスを使うタイプよりも対策ははるかに容易ですけど。

> 盛大なパルス性ノイズに泣かされます(笑)。
LをつかうDC/DCは何がしかの磁気的なノイズも撒き散らすし・・・あまり良いことはないんですけれど効率優先だとやむなく使うことになります。 アナログ回路に使うと色々厄介です。

> TC1044」は比較的お安いようです。
あらためて調べてみたら秋月ではTJ7660というHTC製のセカンドソースが安価なようでした。仕様的には同じように使って問題はないようです。 信頼性etcはわかりませんが、アマチュア的には支障ないでしょうね。 以前売っていたJRC製は無くなっています。

> 10ビットADCって、よく考えたらたったの1023カウント・・・
10進で1999は結構なビット数ですからね。 正負で考えると12ビット相当でしょうか。二重積分型なので分解能を上げるのには有利ですけど変換が遅いと言う欠点がありますね。 人間が相手の読み取り装置なら支障はありませんけれどデータ収集だと問題です。

> とりあえずそれだけは旧バージョンに戻しました。
お疲れさまでした。 バージョンアップするとそう言う事ってありがちですね。 しなければ安全ですが新機能が使えないとか弊害もあるし・・・多少冒険でもやるしかないです。hi

> 海外勢の技術力はかなり向上しているようで・・・
日本の製品で技術や性能が秀でている分野はもう殆ど残っていないでしょう。 特にエレクトロニクス分野は既に置いてかれてますよ。 ニッポン一番みたいなTV番組の蔓延で気付いていない人も多いみたいですけれど・・・「モノづくり大国」なんて過去の幻想でしょうね。

JG6DFK さんのコメント...

こんにちは。「命に関わる危険な暑さ」などという脅し文句をたびたび聞きながら、今日もどうにかここまで生き長らえています(笑)。

以下、コメントを書くか迷ったのですが、「Nutube 6P1」を最初に見たとき、「楽器屋とHi-Fiアンプ屋は住む世界が全然違うなぁ」と思ったものです。

VFDと同じノリなのでしょうが、標準的な使い方では低B電圧でもアノード(プレート)電流をしっかり流すため、グリッド電流を流しまくっています。加藤さんや賢明な皆さんなら、それがどのような結果を招くかはよくご存じですよね?(笑)。

その弊害は開発元も認識しているようで、参考回路例ではグリッド側にJ-FETのソースフォロアを挟んであります。アノード側も低インピーダンス負荷ではゲインが取れないからか、同様の回路を挟んであります。だったら、最初からFETで増幅すればいいじゃん、と(爆)。

FETを2個も使えば、それだけで立派なMM用フォノイコライザアンプが組めるくらいのゲインが取れます。私が実際に組んだ回路は2段目がMOS-FETでしたが。この球をどうしても使いたければB電圧を目一杯まで上げ、「負の」グリッドバイアスを与えるのが「正道」でしょうね、たぶん。ローゲインなのは変わらないでしょうが。

すべてを正しく理解した上で遊んでくれる分には何も言いませんが、こんな回路を組んで「これぞ真空管の音だ!」などと言いふらして回るのは勘弁して欲しいです。どんなデバイスを使おうが、「正道を行く」オーディオアンプなら、出てくる音の方向性にそれほど大きな違いはないと思っていますので。

もっとも、真空管アンプでは「マイクロフォニック」の影響が無視できませんね。「それがいい」という人も中にはいるのでしょうけど。ちなみに、「Nutube 6P1」はマイクロフォニックが結構目立つと聞いたような気がします。もっとも、現物が手元にないので、実際のところはよくわかりません。

いずれにせよ、VFDとして使うならまったく問題はないでしょう(爆)。

なんか、クソ真面目な取り組みが馬鹿にされ、ゲテモノばかりがやたらもてはやされるように見える風潮は悲しいものがあります。やっぱり、この国のモノづくりは終わりましたかね。国策で「ソフトウェア技術者以外は要らない」などと言われているようですし。

以上、お目汚し、大変失礼しました。m(--)m

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、こんばんは。 きょうは出かけておりましたが、車載の外気温計は昼すぎには40℃にもなっておりました。 車内は冷房で快適ですが車外に出ると・・・もうサウナのようでした。w

再々のコメントありがとうございます。
> 「楽器屋とHi-Fiアンプ屋は住む世界が全然違うなぁ」と・・・
これは昔からそうでしたね。 ギター用とオーディオ用のアンプは別物でした。 楽器用はともか「大きくて前に出てくる音」を好みます。 ひずみもこれまたアンプの個性ですのであまり気にせず。 スピーカだって再生音域よりも、大きな音で飛ばない耐入力性が重視されましたからね。いざという時大きな音が出なけりゃダメなんで。 それでもよく飛びました。音というよりも体に感じる音圧を求めていますから・・・ね。(笑)

> どのような結果を招くかはよくご存じですよね?
まあ、Igが流れる領域では入力インピーは激減ですから普通のアンプ形式じゃ歪み発生器のように・・・。以下略。(爆)

> B電圧を目一杯まで上げ、「負の」グリッドバイアスを・・・
真空管は本質的に高電圧・小電流で使う・・というのがリニヤリティの良い使い方ですからね。 3/2乗則から言っても電圧が低いのはとても不利なデバイスです。 正のグリッド領域で使うのが前提の球も稀にありますが・・・それはごく特殊例ですから。それらはパワードライブして使いました。

> たぶん。ローゲインなのは変わらないでしょうが。
ゲインを得ようとしてμ(ミュー)の大きな球を作ると低EpではIpがちっとも流れません。 いま時の用途から言ってEpが抑えられている以上、μの小さな球にならざるを得ず・・・必然的にμは小さくて低ゲインにしかなりえません。w

> 「これぞ真空管の音だ!」などと・・・
ヨソとは違う音がすればご満足なのでしょうから。それはそれで宜しいのではないでしょうか。 ピュア・オーディオのお方はよくわかっていますからまず手は出さないと思いますね。Hi-Fi用には少々電圧が高くても気にしませんので。hi hi

> マイクロフォニックが結構目立つと・・・
構造上グリッドに十分なテンションを与えられないのかも知れませんね。 元々が蛍光表示管ですから求める方向が違うため全般的に電極の機械的な保持が甘いのでしょう。

> VFDとして使うならまったく問題はないでしょう(爆)。
VFDとしては高額すぎませんか。(爆)

> ゲテモノばかりがやたらもてはやされるように見える・・・
これはいまに始まったわけではないと思っているのです。 ただ、情報発信が容易になったおかげでよく知らない人の目にも触れてしまい、そこそこ流行ってしまうのが昔と違うところです。 ただ、昔の人の「お遊び」は理屈をわきまえた上での大脱線だったのでシャレになったんですが、今は訳もわからず飛びつくのですからあとで困ったことになるのかも・・・。

> 国策で「ソフトウェア技術者以外は要らない」などと・・・
ハードまで含めたシステム作りははなから勝算がないと諦めているんだろうと思います。 既製のハード上でそこそこ実用的なものが作れる「ソフト屋」が手っ取り早い選択肢になっているようですね。 でも、ソフトウエア教育は大人になってからでも遅くないと思います。 むしろ自然科学や数学など基礎となる学問をきちんと教えた方が将来性があるでしょう。 でも、手っ取り早く(安く)使える人を欲しているのが今の産業界の弊害なんでしょう。 だからこの国には未来がないのです。 これって若い人が一番良くわかっています。

JA2HVW水島 さんのコメント...

Vackar回路が出てきたので懐かしくDVMでなく暇つぶしの話しで失礼します。
その昔々コリンズタイプの親機を作った際、SSBハンドブックJA1ACB氏の記事に触発されLocal OSCにVackarを採用したものの発振させるのに一苦労、球は6C4、松下の40:1のギアメカを小遣いはたきました。コイルはジャンクのQメータ用のタイトボビンに巻いたもので、見よう見まねですが温度補償も入れたのでアイデアルの鉄シャーシと相まって十分な安定度が得られました。いつかレストアして高校時代の性能を確かめてみたいと思っています。

TTT/hiro さんのコメント...

JA2HVW 水島さん、お暑うございます。 今日は少しマシですがそれでも既に33℃です。

コメントどうもありがとうございます。
> DVMでなく暇つぶしの話しで失礼します。
DVMの方のコメントでなくてもいっこうに構いません。 右サイドに表示中の真空管を使ったVFOの方の話ですね。hi hi

> Vackarを採用したものの発振させるのに一苦労・・・
Vacker回路はLC回路と真空管がかなり疎な結合になるよう考えてありますのでgmが高くないと発振に苦労したかも知れませんね。 High-gm管だと発振は容易ですがCinが大きいので安定度は不利かも知れず・・・。 VFOはなかなか難しいものです。hi

> 松下の40:1のギアメカを小遣いはたきました。
あの微動ダイヤルはVY-FBですがお値段もそれなりでした。 通信機と言うよりも測定器っぽいダイヤルでしたね。 とても手が出ませんでした。w

> アイデアルの鉄シャーシと相まって十分な安定度が得られました。
やはり自励発振のVFOは機械的な強度が重要ですね。 シャシがヤワでは回路は良くても性能が発揮できません。 鉄シャシだと加工にずいぶんご苦労されたと思いますが丈夫ですから安定していたでしょうね。 いつか是非レストアされてください。